Generación de líneas T-DNA de tomate (Solanum lycopersicum) e identificación de mutantes de inserción afectados en caracteres del desarrollo

Abstract

Los programas de genómica funcional en especies de interés agronómico o especies silvestres relacionadas no sólo conducirán a importantes avances del conocimiento, sino también a un salto cualitativo en el campo de la mejora. En particular, el empleo de herramientas genómicas ayudará a superar dos de los retos que todavía subsisten en el campo de la mejora molecular (I.e., vía transformación): la identificación de los genes que realmente controlan los caracteres de interés agronómico y la detección de señales de regulación que permitan modular la expresión de los transgenes a nivel espacial y temporal, evitando el coste energético que genera el empleo de promotores constitutivos (e.g., 35S), así como los efectos pleiotrópicos indeseables que usualmente ocasionan. Entre las vías para lograr tales objetivos, destaca la mutagénesis insercional por T-DNA, que en los últimos años se ha convertido en una herramienta básica para la identificación y etiquetado de genes, así como para el análisis de su función. En efecto, la disrupción de un gen endógeno o la integración del T-DNA en la vecindad del mismo pueden ocasionar la anulación o alteración de función, dando una valiosa información sobre el papel de un cierto gen en un carácter dado. Otra aplicación de la mutagénesis insercional por T-DNA estriba en la detección de elementos de regulación mediante el empleo de los denominados "sistemas trampa" (trapping), que permiten detectar secuencias reguladoras y asignar una función a partir de datos de expresión del delator que mimetiza la expresión del gen endógeno. El aspecto más relevante de estas aproximaciones es que, tras la identificación de un cierto gen, éste queda etiquetado por el T-DNA, lo que facilita su clonación. En nuestro laboratorio estamos abordando un proyecto en colaboración con los grupos de los Dres. Rafael Lozano y Trinidad Angosto (Universidad de Almería) y de la Dra. Mª Carmen Bolarín (CEBAS, CSIC, Murcia) en el que estamos utilizando dos herramientas genómicas (mutagénesis insercional y trapping) en tomate (cvs. P73 y Moneymaker) y una especie silvestre relacionada (Solanum pennellii) para identificar secuencias codificantes o elementos de regulación de genes implicados en procesos del desarrollo vegetativo (arquitectura de la planta) y reproductivo (flor y fruto), así como en dos tipos de estrés abiótico (salinidad y estrés hídrico). La aportación del presente trabajo en este proyecto de investigación ha sido la generación de una colección de líneas de inserción por T-DNA en tomate así como la identificación de mutantes afectados en caracteres relacionados con el desarrollo. En concreto, se han generado más de 900 líneas T-DNA y se están obteniendo sus descendencias TG2. La caracterización de parte de estas líneas en TG1 ha conducido a la detección de mutantes (de tipo dominante, semidominante o aditivo) afectados en caracteres vegetativos y/o reproductivos. El empleo de una trampa de intensificadores para la generación de esta líneas de T-DNA ha permitido identificar dos genotipos mutantes que pueden tener un notable interés tanto por su fenotipo como por el patrón de expresión que exhiben.